Addio condizionatori? Da ENEA metamateriale tutto italiano che raffredda senza consumare elettricità

Un materiale capace di raffreddarsi senza bisogno di energia e senza riscaldare l’ambiente circostante? Non è fantascienza, ma una scoperta tutta italiana. L’ENEA, l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, ha sviluppato un metamateriale rivoluzionario che potrebbe cambiare il modo in cui concepiamo il raffreddamento. Questo speciale materiale è in...

Feb 8, 2025 - 14:47

Addio condizionatori? Da ENEA metamateriale tutto italiano che raffredda senza consumare elettricità

Un materiale capace di raffreddarsi senza bisogno di energia e senza riscaldare l’ambiente circostante? Non è fantascienza, ma una scoperta tutta italiana. L’ENEA, l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile, ha sviluppato un metamateriale rivoluzionario che potrebbe cambiare il modo in cui concepiamo il raffreddamento.

Questo speciale materiale è in grado di riflettere la radiazione solare ed emettere calore direttamente nello spazio, sfruttando un fenomeno fisico noto come raffreddamento radiativo passivo. Il risultato? Un abbassamento della temperatura fino a 12 °C rispetto all’ambiente esterno, senza alcun consumo energetico.

Ancora in fase sperimentale, questa tecnologia potrebbe trovare applicazione nell’isolamento termico degli edifici, nel settore tessile, nell’industria alimentare e in molti altri ambiti, offrendo una soluzione innovativa e sostenibile per contrastare il riscaldamento globale.

Come funziona il metamateriale di ENEA

Per comprendere il funzionamento di questo straordinario materiale, bisogna partire da un concetto chiave: il raffreddamento radiativo passivo. Si tratta di un processo naturale con cui un corpo cede calore sotto forma di radiazione elettromagnetica infrarossa, riducendo la propria temperatura.

Un esempio lampante è il nostro pianeta: di notte, senza la luce del Sole a riscaldarla, la Terra rilascia calore nello spazio, contribuendo all’abbassamento della temperatura. Il metamateriale brevettato da ENEA sfrutta questo stesso principio: riflette la radiazione solare, impedendo che il calore venga assorbito, e allo stesso tempo lo emette attraverso una finestra atmosferica, spedendolo direttamente nell’universo.

Ciò che rende possibile questo meccanismo è la sua composizione ingegnerizzata, che gli conferisce due proprietà fondamentali:

Un’elevata riflettanza solare, che gli permette di respingere la quasi totalità della radiazione solare, evitando di riscaldarsi.
Un’alta emissività termica selettiva, che gli consente di disperdere il calore solo in un preciso intervallo di lunghezze d’onda.

Per comprendere fino in fondo il funzionamento di questo materiale, è necessario introdurre un concetto chiave della fisica atmosferica: le finestre di trasparenza dell’atmosfera. Non tutte le radiazioni elettromagnetiche riescono a oltrepassare l’atmosfera terrestre. Alcune frequenze vengono bloccate dai gas atmosferici, mentre altre riescono a passare liberamente fino allo spazio.

Il metamateriale di ENEA sfrutta proprio una di queste finestre, in particolare quella compresa tra 8 e 13 micron, per emettervi il calore senza che venga assorbito dall’atmosfera. In questo modo, il calore non si accumula nell’ambiente, ma viene direttamente espulso nello spazio freddo, permettendo al materiale di raffreddarsi senza bisogno di energia esterna. A rendere possibile questo fenomeno è la presenza di superfici spettralmente selettive, in grado di gestire la radiazione infrarossa con estrema precisione.

Come viene prodotto il metamateriale e quali materiali lo compongono

La realizzazione di questo materiale innovativo avviene attraverso un processo chiamato sputtering, una tecnica di deposizione di strati sottili su superfici adesive.

Durante la sperimentazione, il metamateriale è stato depositato su un substrato metallico, poi racchiuso in un involucro trasparente per creare un ambiente isolato. A prima vista, l’oggetto sembra una semplice scatola rettangolare vuota, ma al suo interno contiene lastre acriliche riempite di krypton, un gas nobile che minimizza la dispersione di calore per convezione.

I materiali utilizzati includono argento, nitruro di alluminio, ossido di alluminio e nitruro di silicio, disposti in un ordine ben preciso. Il tutto è stato progettato grazie a sofisticati software di simulazione, che hanno permesso di ottimizzare la configurazione del materiale per ottenere le proprietà desiderate.

Dai primi test, il metamateriale ha dimostrato di poter mantenere una temperatura fino a 12 °C più bassa rispetto a quella ambientale, confermando il suo enorme potenziale per applicazioni pratiche.

Quali potrebbero essere le applicazioni future di questa tecnologia?

Il principale vantaggio di questa tecnologia è la sua capacità di garantire un raffreddamento passivo, senza consumare energia. Se ulteriormente sviluppata, potrebbe rivoluzionare numerosi settori:

Edilizia sostenibile: applicato su pareti e tetti, potrebbe ridurre drasticamente l’uso di condizionatori, abbattendo i consumi energetici.
Industria alimentare: utilizzato per la conservazione degli alimenti, potrebbe contribuire a mantenere basse temperature senza ricorrere a frigoriferi energivori.
Dispositivi elettronici e impianti industriali: potrebbe aiutare a dissipare il calore generato dai macchinari senza bisogno di ventilazione attiva.
Tessuti intelligenti: impiegato nell’abbigliamento, potrebbe dare vita a capi capaci di raffrescare chi li indossa senza elettricità.

Al momento, il materiale è ancora in fase di test e non è stato provato all’aperto. ENEA sta conducendo nuove ricerche per verificare il suo comportamento sotto luce solare diretta e per esplorarne l’efficacia senza l’utilizzo di gas nobili.

Se i risultati continueranno a essere positivi, questa tecnologia potrebbe rappresentare una vera svolta nel contrasto al riscaldamento globale, offrendo un metodo di raffreddamento ecologico, sostenibile e completamente a impatto zero.

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